JPH07204776A - 砂の固化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は従来法に比べて優れた砂の固化
方法を提供することである。 【構成】本発明は水溶性の無機化合物たとえば塩化マグ
ネシュウムと有機高分子化合物たとえばポリアクリル酸
ソーダとを予め反応させて作った無機−有機複合体系を
バインダーとして砂の粒子を固化する方法を提供した。
この系は、系の水分コントロールにより砂の固化−軟化
を繰り返しコントロールでき、鋳物砂を簡単に再使用で
きるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は主として鋳物用の砂を固
めることに利用されるものである。

【０００２】

【従来の技術】鋳物用砂型の製法に関する特許はこれま
で多く出願されている。例えば特許出願公告 昭２８−
６２５９、昭４２−２５５２７、特許出願公開 昭５２
−１５２８２０、昭５３−６８６１９、昭５４−１３７
４２９等がある。特に後者の特許出願公開にみられるの
は、鋳物用の砂に２価または３価の金属酸化物または水
酸化物を予め混ぜておき其れにジカルボン酸やポリカル
ボン酸を添加して砂を固める方法である。しかし、現在
使用されている方法は、これらのものとは異なりフラン
−スルホン酸系を用いるものである。その理由は色々在
るが作業性の良くないことが挙げられる。また、フラン
系の欠点は強いて言うなら、一度固化させた砂を再度使
用する場合、固化したものを砕き、フラン樹脂を除かな
くてはならないことであり、その工程で微細な粉末の発
生を伴う事は工場内の環境上、最近になり大きな問題と
なってきている。また、一度固化したフラン樹脂が再利
用できない事もコスト上問題になっている。しかし、こ
れらの問題を抱えているにも拘らずフラン−スルホン酸
系に優る系が存在しなかったことは事実である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明はフラン系が持
つ問題及び従来のポリカルボン酸系が持つ問題を解決し
て、より有効な鋳物用砂型を作る方法を確立することを
課題とした。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は上記の課題を
解決するため、従来提案されている諸方法を追試し、そ
の問題点を除いた新しい方法の研究に鋭意専心した結果
本発明に到達した。即ち本発明が課題を解決するために
採用した手段は従来法では使用されていなかった化合物
と従来法では行われていなかった作業手順を採用するこ
とである。更に具体的に説明すると、例えばポリアクリ
ル酸ソーダのような水溶性高分子化合物と塩化マグネシ
ュウムのような無機化合物とを予め水系で反応させ無機
−有機複合体を作る。この工程は従来法にはなかったも
のである、勿論塩化マグネシュウムも従来法では使用さ
れていなかったものである。次いで、出来た無機−有機
複合体系を砂に混ぜて所定の成形を行うのである。系の
水分は成形作業に適したものを採用できる。更に、系の
水分をコントロールすることにより砂型の固さを圧縮強
度で最高８８ｋｇ／ｃｍ^２から指先で簡単に崩せる程度
まで自由にコントロールすることを可能にしたのであ
る。このことにより一度使った砂型も系の水分コントロ
ールと湯に接触して焼失した複合体の分量を追加するだ
けで簡単に繰り返し使用できるようになった。即ち 従
来の鋳物用砂型の製造法が持つ問題点が本発明により解
決できたのである。尚、ここで示したものは具体的な一
例に過ぎず、本発明がこの例に限られるものでないこと
は勿論である。

【０００５】

【作用】本発明が課題を解決するために採用した手段の
作用について説明をする。基本的な作用は、バインヂン
グ効果のある無機−有機複合体を作りそれをゾル状態に
して砂と均一に混合させた後系の水分をコントロールす
ることにより複合体を砂の粒子の接点に集めると共にゾ
ルからゲル状態に変えバインヂング力を発揮させること
で固い砂型が出来るのが固化作用である。次に 固い砂
型の水分を増すことにより砂の粒子の接点にあった複合
体のゲルがゾル状態に変わると共にバインヂング力が無
くなり砂は成形前の状態の戻るのである。本発明者がバ
インヂング効果のある無機−有機複合体として採用をし
たものは、水溶性の無機化合物と有機高分子化合物とを
水系で反応させて作った複合体である。特に無機化合物
として塩化マグネシュウム、硝酸マグネシュウム、硫酸
マグネシュウムの中の１種以上と有機高分子化合物とし
てポリアルギン酸、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸
とそのソーダ塩の中の１種以上とを水系で反応させて作
った複合体が有効である。以下実施例をもって説明す
る。

【０００６】

【実施例】

１．けい砂３６０ｋｇに重合度４００のポリアクリル酸
ソーダの４０％水溶液１６リットルと塩化マグネシュウ
ムの６水塩の５０％水溶液１５リットルとを予め混合し
て無機−有機複合体を作ったもの計３１リットルを加え
よくかき混ぜた。次に、一辺８００ｍｍの正方形で深さ
が４００ｍｍの金型の中央上部に内辺の長さが３００ｍ
ｍ，外辺の長さが４００ｍｍ，高さが２５０ｍｍの四角
い筒形をした木型をセットした。次いで 無機−有機複
合体を混合したけい砂を木型の周りに詰めた。この木型
の四つの角は異なったＲを持ち鋳物の熱間亀裂の発生を
観察するように設計したものである。この系を相対湿度
４０％の空気中に２４時間置いた後外部の金型をはず
し、更に、２４時間同じ条件下に置いてから木型を抜き
鋳型を作りＣｒ−Ｍｏ鉄の湯１２０ｋｇを注入した。鋳
物が冷却した後元の金型を組み立てそれを相対湿度１０
０％の空気中に５時間置いた後鋳物を取りだしたが、そ
の際鋳型の砂は簡単に崩れ、鋳物の取り出しは容易であ
った。次いで鋳物の収縮性、寸法安定性、熱間亀裂の有
無、砂の焼着性、更に表面の性状、内部の性状等につい
て詳しく調べたが、現在工程に乗っているフラン−スル
ホン酸系を使った鋳型で鋳造した鋳物の諸性質と比較し
たが、何ら変わる所は無かった。

【０００７】次に、一度使用した砂を再利用するテスト
を行った。まず、使用した砂に水道水のみ１７リットル
を加え均一になるようにかき混ぜて、本実施例の初めに
示したのと同じ手順で鋳型を作りＣｒ−Ｍｏ鉄の湯１２
０ｋｇを鋳込んだ。鋳込みの工程及び鋳物の諸性質を検
査した結果、第一回目のものと変わる所はなかった。

【０００８】次に、二度使った砂に重合度４００のポリ
アクリル酸ソーダの４０％水溶液１．５リットルと塩化
マグネシウムの６水塩の５０％水溶液１．５リットルと
を予め混合して無機−有機複合体を作ったものけい３リ
ットルを水道水で薄めて１７リットルにしたものを加
え、よく混合して均一にした後前に示したのと同じ手順
で鋳物を作り、その諸物性を測定した結果、第一回目の
ものと変わる所はなかった。同様にして同じ砂を使って
無機−有機複合体をバインダーとして追加するのみで７
回まで鋳込みテストを行ったが、結果はいずれも良好で
あった。

【０００９】２．更に、表１示した無機化合物と有機高
分子化合物との組み合わせから作った無機−有機複合体
を砂１００ｇに対して０．５ｗｔ％になるようにした複
合体の水系ゾル７ｍｌを加えて均一に混合した後所定の
形状に成形し、系の水分を１．９％から０．５％の範囲
にした後成形物の圧縮強度を測定した。測定を終わった
試料にはその１００ｇに対して水を６ｍｌ加えて均一に
混合し再び成形して水分を調節後その圧縮強度の測定を
行った。同じ手順で７回試験を繰り返した。表１には、
１回目と七回目の圧縮強度測定結果を１回目、７回目と
して示した。 尚、表１に示した有機高分子化合物のうちポリアクリル
酸ソーダの重合度は４００のものを、ポリアルギン酸ソ
ーダ及びポリアルギン酸の重合度は約１８００のもの
を、ポリメタクリル酸ソーダ、ポリメタクリル酸の重合
度は約２０００のものを用いた。

【００１０】

【発明の効果】本発明の効果は上記実施例にも示したよ
うに従来法よりも工程的に簡単で而も環境面から見て
も、コスト面から見ても優れた砂の固化方法を提供し得
た事である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水溶性の無機化合物と有機高分子化合物と
   を水の中で反応させて作った無機−有機複合体を砂と混
   ぜ系の水分コントロールで複合体にゲルーゾルの変化を
   起こさせることにより砂の固化−軟化のサイクルを繰り
   返しコントロールすることを特徴とする砂の固化方法。
2. 【請求項２】無機化合物として塩化マグネシュウム、硝
   酸マグネシュウム、硫酸マグネシュウムの中から１種以
   上を用い、有機高分子化合物として重合度が５０以上５
   ５００以下のポリアルギン酸、ポリアクリル酸、ポリメ
   タクリル酸またはそのソーダ塩の中から１種以上を用い
   て水系で反応させることを特徴とする特許請求の範囲請
   求項１記載の砂の固化方法